IC Numériques à porte mixte

Les tampon numérique, les portes logiques et les IC logiques

Les gammes de circuits intégrés numériques 74 et 4000 comprennent un certain nombre de types de portes mixtes qui contiennent des portes de plusieurs types, câblées ensemble pour une utilisation dans des applications spéciales.

Les plus connues d'entre elles sont les portes AND-OR-INVERT (AOI), et des exemples de deux d'entre elles sont présentés dans les figures ci-dessous. Il est peu probable que vous ayez un jour besoin d'utiliser une porte AOI, mais vous la trouverez peut-être utile. pour apprendre une partie du jargon qui leur est associé.

Schéma fonctionnel du circuit intégré 7454 de porte AND-OR-INVERT (AOI) à deux entrées.	Schéma fonctionnel du CI 74LS55 de porte AND-OR-INVERT à quatre entrées.

En regardant d’abord le CI 7454, notez qu’il possède des connexions d’entrée à quatre portes ET à deux entrées, ce qui explique la partie ET à quatre entrées larges du titre du CI ; notez également que les sorties de ces quatre portes ET sont câblées à l'entrée d'une porte NOR et donc rendues disponibles en externe via la broche 8.

Maintenant, une porte NOR est simplement une porte OU avec une sortie inversée, et ce fait explique le OU -INVERSÉ une partie du titre du CI.

Ainsi, une porte AND-OR-INVERT est simplement une porte AND-NOR avec un titre plutôt riche. L'action du circuit intégré 7454 est telle que sa sortie est normalement élevée et ne descend que lorsque les deux entrées d'une ou plusieurs portes ET sont élevées.

En ce qui concerne le circuit intégré 74LS55, notez qu'il comporte des connexions d'entrée à deux portes ET à quatre entrées, ce qui explique le titre AND-OR-INVERT à deux larges quatre entrées du circuit intégré ; l'action du circuit intégré est telle que sa sortie est normalement élevée et ne descend que lorsque toutes les entrées d'au moins une porte ET sont élevées.

Revenons brièvement au CI 7454, notez qu'il s'agit d'un périphérique TTL standard et que sa fiche technique comporte un avertissement très sinistre indiquant qu'AUCUNE CONNEXION EXTERNE ne doit être établie aux broches 11 et 12.

Notez également que les versions « LS » de ce périphérique ( le 74LS54) ont deux de ses quatre portes ET configurées en types à deux entrées et deux configurées en types à trois entrées, et est parfois connu sous le nom de porte ET-OR- à quatre largeurs, 2-3-3-2 entrées INVERSER. Il comporte des connexions aux broches différentes de celles illustrées à la figure.

Un circuit intégré logique programmable

La plupart des circuits intégrés logiques sont des dispositifs dédiés contenant un certain nombre de portes fixes.

Une exception très utile est le circuit intégré CMOS connu sous le nom de porte multifonction programmable à huit entrées 4048B (voir Figure ci-doussus).

Schéma fonctionnel (a) et aperçu (b) du 4048B IC de porte extensible à huit entrées.

Ce circuit intégré à 16 broches à prix modeste (mais difficile à trouver) comporte deux groupes de quatre bornes d'entrée, plus une borne d'entrée d'extension, et est fourni avec quatre broches de contrôle (K) qui permettent à l'utilisateur de sélectionner le mode de fonctionnement logique, plus une Borne de sortie J qui permet de mettre en cascade les circuits intégrés 4048B, de sorte que deux d'entre eux forment une porte à 16 entrées, ou quatre forment une porte à 32 entrées, et ainsi de suite.

La broche d'entrée de commande Kd (broche 2) permet à l'utilisateur de sélectionner un fonctionnement de sortie à trois états normal ou à haute impédance.

Les trois entrées de contrôle binaires restantes (Ka, Kb et Kc) permettent de sélectionner l'une des huit fonctions logiques différentes, comme le montre le tableau ci-dessous, qui montre également comment connecter les entrées indésirables dans chaque mode de fonctionnement.

Ainsi, pour que le 4048B agisse comme une porte OU normale à six entrées, connectez les deux entrées non-utilisées à la masse (0 logique), connectez Ka et Kb à la masse (GND), et Kc et Kd au rail d'alimentation positif. L'entrée EXPAND (broche 15) est normalement reliée à la masse.

FIGURE 4. Schéma de contrôle des fonctions du CI à huit entrées 4048B.

Huit fonctions logiques différentes sont disponibles sur le 4048B, comme le montre la figure ci-dessous.

Les huit fonctions logiques de base du CI 4048B.

Le fonctionnement dans les modes AND, OR, NAND et NOR est tout à fait conventionnel, mais le fonctionnement dans les quatre modes restants (OR/AND, OR/NAND, AND/OR et AND/NOR) est moins évident.

Dans ces derniers cas, les entrées sont divisées en deux groupes de quatre, dont chacun assure la première partie de la fonction logique, mais la paire de groupes assure la seconde partie de la fonction logique.

Ainsi, en mode OU/ET, le CI donne un rendement élevé uniquement si au moins une entrée est présente dans le groupe A vers D en même temps qu'au moins une entrée est présente dans le groupe E vers H. , etc.

La borne d'entrée EXPAND du 4048B permet de mettre en cascade les circuits intégrés ; ainsi, deux CI peuvent (par exemple) être amenés à agir comme une porte à 16 entrées en alimentant la sortie d'un CI dans la borne EXPAND de l'autre.

Notez que lors de l'utilisation d'une logique étendue, la logique d'entrée alimentant le terminal d'extension n'est pas nécessairement la même que la logique globale requise.

Ainsi, une entrée d'extension OR est nécessaire pour une opération NOR ou OR étendue, une extension NAND pour une opération AND et NAND, une extension NOR pour une opération OR/AND ou OR/NAND et une extension AND pour les opérations AND/OR et AND/NOR. .